第五章测量平差系统的可靠性理论1讲解
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测量平差的基础理论与实用运算技巧介绍引言:测量平差是测绘学中一项重要的技术,它通过一系列的测量观测与计算,使得测量结果更加准确和可靠。
本文将介绍测量平差的基础理论和实用运算技巧,帮助读者了解和掌握这一领域的知识。
一、测量平差的基础理论1.1 测量误差与精度测量平差的基础理论包括测量误差与精度。
测量误差是测量结果与真实值之间的差异,而精度则是描述测量结果的可靠程度。
了解并控制测量误差是进行测量平差的基础。
1.2 测量观测与定位测量观测是对待测对象进行测量的过程,它是测量平差的基础数据。
而定位则是将观测结果转化为坐标或位置信息的过程,常用的方法包括全站仪测量和GPS 定位等。
1.3 测量平差方法测量平差的方法有很多种,如最小二乘法、参数平差法等。
最小二乘法是一种常用的平差方法,它通过将观测误差最小化,来确定最优的平差结果。
二、实用运算技巧2.1 观测数据处理观测数据处理是进行测量平差的关键步骤,它包括读数转换、数据检查和数据平差等。
在进行数据处理时,需要注意数据的完整性和准确性。
2.2 参数平差法运算参数平差法是一种广泛应用的平差方法,它通过建立参数模型和观测方程,来求解未知量的值。
在进行参数平差法运算时,需要掌握矩阵运算和方程组求解的技巧。
2.3 网平差运算网平差是一种多个点同时进行平差的方法,它适用于有大量观测数据和未知量的情况。
在进行网平差运算时,需要注意观测数据的合理性和平差结果的可靠性。
三、实例分析本节将通过一个实例来展示测量平差的应用。
假设有一个工程项目,需要对地面标志点进行定位测量和平差。
首先进行全站仪观测,并记录观测数据。
然后,将观测数据进行处理和平差计算,得到标志点的实际位置坐标。
最后,根据平差结果进行误差分析和可靠性评估。
四、应用展望随着测绘技术的不断发展,测量平差在各个领域的应用越来越广泛。
未来,随着传感器和数据处理技术的进步,测量平差的精度和效率将进一步提高。
同时,测量平差也将深入到更多新兴领域,如智能交通和环境监测等。
第七章测量误差基本知识内容:了解测量误差来源及产生的原因;掌握系统误差和偶然误差的特点及其处理方法;理解精度评定的指标(中误差、相对误差、容许误差)的概念;了解误差传播定律的应用。
重点:系统误差和偶然误差的特点及其处理方法。
难点:中误差、相对误差、容许误差的概念;误差传播定律的应用。
§ 5.1 测量误差的概念测量误差按其对测量结果影响的性质,可分为系统误差和偶然误差。
一、系统误差 (system error)1、定义:在相同观测条件下,对某量进行一系列观测,如误差出现符号和大小均相同或按一定的规律变化,这种误差称为系统误差。
2、特点:具有积累性,对测量结果的影响大,但可通过一般的改正或用一定的观测方法加以消除。
二、偶然误差 (accident error)1、定义:在相同观测条件下,对某量进行一系列观测,如误差出现符号和大小均不一定,这种误差称为偶然误差。
但具有一定的统计规律。
2、特点:(1)具有一定的范围。
(2)绝对值小的误差出现概率大。
(3)绝对值相等的正、负误差出现的概率相同。
(4)数学期限望等于零。
即:误差概率分布曲线呈正态分布,偶然误差要通过的一定的数学方法(测量平差)来处理。
此外,在测量工作中还要注意避免粗差 (gross error) (即:错误)的出现。
偶然误差分布频率直方图§ 5.2 衡量精度的指标测量上常见的精度指标有:中误差、相对误差、极限误差。
一、中误差方差:——某量的真误差, [] ——求和符号。
规律:标准差估值(中误差 m )绝对值愈小,观测精度愈高。
在测量中,n为有限值,计算中误差 m 的方法,有:1、用真误差( true error )来确定中误差——适用于观测量真值已知时。
真误差Δ——观测值与其真值之差,有:标准差中误差(标准差估值), n 为观测值个数。
[ 例题 ] :对 10 个三角形的内角进行了观测,根据观测值中的偶然误差(三角形的角度闭合差,即真误差),计算其中误差。
第五章 测量误差及测量平差§5.1 测量误差概述一、测量误差的概念某量的各测量值相互之间或观测值与理论值之间的往往存在着某些差异,说明观测中存在误差。
观测值与真值之差称为测量误差,也叫真误差。
X l i i -=∆ (i =1、2、……、n ) X 为真误差。
二、测量误差产生的原因1.测量仪器因素2.观测者的因素3.外界条件的因素测量观测条件——测量仪器、观测人员和外界条件这三方面的因素综合起来称为测量观测条件。
等精度观测——测量观测条件相同的各次观测称为等精度观测。
非等精度观测——测量观测条件不相同的各次观测称为等精度观测。
三、测量误差的分类1.系统误差在相同的观测条件下对某量作一系列观测,如果误差的大小、符号表现出系统性,或按一定的规律变化,或保持不变,这种误差称为系统误差。
其特点:具有累积性,但可以采用适当的观测方法或加改正数来消除或减弱其影响。
2.偶然误差在相同的观测条件下对某量作一系列观测,如果误差的大小和符号不定,表面上没有规律性,但实际上服从于一定的统计规律性,这种误差称为偶然误差。
偶然误差单个的出现上没有规律性,不能采用适当的观测方法或加改正数来消除或减弱其影响。
因此,观测结果中偶然误差占据了主要地位,是偶然误差影响了观测结果的精确性。
四、研究测量误差的目的分析测量误差的产生原因、性质和积累规律;正确地处理测量成果,求出最可靠值;评定测量结果的精度;为选择合理的测量方法提供理论依据。
五、减少测量误差的措施对系统误差,通常采用适当的观测方法或加改正数来消除或减弱其影响。
对偶然误差,通常采用多余观测来减少误差,提高观测成果的质量。
六、偶然误差的特性通过对偶然误差统计规律的分析,来找出其具有的特性。
本例以对一三角形内角和观测结果(独立观测162次)来说明。
真误差——观测值与真值的差值。
△i = l i – X , i =1,2,…,162将162个真误差先进行统计分析,取误差区间d △为0.2″,各误差区间的个数为k ,相对个数为k/n ,n 为总个数,见表5-1。
测量平差技术入门指南一、引言测量平差技术是现代测量学中的一门重要技术,它通过利用数学模型和数据处理方法,对测量结果进行精确的分析和修正,以达到更为准确的测量成果。
本文将为初学者提供一份测量平差技术的入门指南,介绍测量平差的基本原理、方法和应用。
二、测量平差的基本原理1.1 精确性和可靠性测量平差的基本原理是通过对测量数据进行处理,从而提高测量结果的精确性和可靠性。
精确性是指测量结果与真实值之间的接近程度,而可靠性则是指测量结果的稳定性和可信度。
通过测量平差技术,我们可以减小测量误差、消除随机误差和系统误差,提高测量精度和可靠性。
1.2 测量数据的模型化测量平差技术的另一个重要原理是将测量数据进行模型化。
对于不同类型的测量数据,我们可以通过建立相应的数学模型来描述它们的特征和关系。
基于这些模型,我们可以使用统计方法对测量数据进行分析和处理。
三、测量平差的基本方法2.1 最小二乘法最小二乘法是测量平差中最常用的方法之一。
其基本思想是最小化残差平方和,即寻找使得测量数据与模型之间的残差最小的解。
通过最小二乘法,我们可以消除一部分误差,并提高测量结果的精确性。
2.2 条件方程法条件方程法是另一种常用的测量平差方法。
它通过建立由观测数据和未知参数构成的条件方程组,使用数值方法求解该方程组,获得未知参数的估计值。
条件方程法适用于各种类型的测量问题,具有较好的通用性。
四、测量平差的应用领域3.1 地形测量测量平差技术在地形测量中具有广泛的应用。
通过对地形测量数据进行处理,我们可以绘制出精确的地形图和等高线图,为地质勘探、土地规划和交通规划等工作提供准确的基础数据。
3.2 工程测量在工程测量中,测量平差技术被广泛应用于土建工程、水利工程和交通工程等领域。
通过对测量数据进行精确处理,我们可以制定合理的工程设计方案,提高工程质量和效率。
3.3 大地测量大地测量是测量平差技术的重要应用领域之一。
通过对大地测量数据进行平差处理,可以获得准确的大地坐标和大地线网的形状、尺度和形变等信息,为地球物理研究、地震监测和测绘工作提供重要支持。
第五章 测量误差及测量平差§5.1 测量误差概述一、测量误差的概念某量的各测量值相互之间或观测值与理论值之间的往往存在着某些差异,说明观测中存在误差。
观测值与真值之差称为测量误差,也叫真误差。
X l i i -=∆ (i =1、2、……、n ) X 为真值。
二、研究测量误差的目的分析测量误差的产生原因、性质和积累规律;正确地处理测量成果,求出最可靠值;评定测量结果的精度;为选择合理的测量方法提供理论依据。
三、测量误差产生的原因1.测量仪器因素2.观测者的因素3.外界条件的因素测量观测条件——测量仪器、观测人员和外界条件这三方面的因素综合起来称为测量观测条件。
等精度观测——测量观测条件相同的各次观测称为等精度观测。
非等精度观测——测量观测条件不相同的各次观测称为非等精度观测。
四、测量误差的分类1.系统误差在相同的观测条件下对某量作一系列观测,如果误差的大小、符号表现出系统性,或按一定的规律变化,或保持不变,这种误差称为系统误差。
其特点:具有累积性,但可以采用适当的观测方法或加改正数来消除或减弱其影响。
2.偶然误差在相同的观测条件下对某量作一系列观测,如果误差的大小和符号不定,表面上没有规律性,但实际上服从于一定的统计规律性,这种误差称为偶然误差。
偶然误差单个的出现上没有规律性,不能采用适当的观测方法或加改正数来消除或减弱其影响。
因此,观测结果中偶然误差占据了主要地位,是偶然误差影响了观测结果的精确性。
五、减少测量误差的措施对系统误差,通常采用适当的观测方法或加改正数来消除或减弱其影响。
对偶然误差,通常采用多余观测来减少误差,提高观测成果的质量。
§5.2 偶然误差的特性一、精度的含义1.准确度准确度是指在对某一个量的多次观测中,观测值对该量真值的偏离程度。
2.精密度精密度是指在对某一个量的多次观测中,各观测值之间的离散程度。
3.精度精度也就是精确度,是评价观测成果优劣的准确度与精密度的总称,表示测量结果中系统误差与偶然误差的综合影响的程度。